基于GEOVIS Earth Studio的高中地理教学案例开发*——以“河流地貌”为例

陈奕文 吕红梅 杨广斌* 李亦秋

（1.贵州师范大学 地理与环境科学学院,贵州 贵阳 550025;2.福建省地质测绘院,福建 福州 350011）

《普通高中地理课程标准（2017年版）》（以下简称“课标”）在基本理念和实施建议中均强调要充分借助地理信息技术，为学生学习提供丰富多样的数字化地图资源，营造实时、生动的地理教学环境，帮助学生从宏观角度建立空间概念。[1]在传统地球虚拟技术类应用软件的三维卫星影像数据基础上，GEOVIS Earth Studio设计了专业视角动画、演示分享和场景制作功能，可从多维视角演绎地理场景，快速创作交互卫星动画场景，通过数字交互环境增强地理事物的可视化，激发学生学习兴趣并促成深度认知，为地理课程的实施提供便捷可行的平台。

本文挖掘GEOVIS Earth Studio平台在地理教学中的优势，构建该平台支持下的地理教学模式，阐明其辅助教学的功能及操作步骤，开发“河流地貌”地理教学案例，构建网络化教学和地理信息技术辅助教学的智慧课堂。

一、GEOVIS Earth Studio平台在地理教学中的优势

GEOVIS Earth Studio是一款基于数字地球的在线轻量化交互式场景制作平台，该平台提供独特的地球画布、交互场景演播、卫星动画编辑、丰富的标绘要素，帮助用户自由进行三维场景创建、动画设计和地图分析。GEOVIS Earth Studio在地理教学中的优势如下。

1.支持简单操作的地理教学情境创作

GEOVIS Earth Studio主要由顶部工具栏、主功能区、场景画布、动画编辑器和属性窗口五大功能区组成（见图1）。该平台能够极大地缩短制作时间，[2]教师根据教学内容发挥自身的创造性将抽象的地理知识演绎为直观的卫星动画，帮助学生构建地理空间思维。用户可直接在浏览器登录网页端https://studiohome.geovisearth.com，无需下载。

图1 GEOVIS Earth Studio操作界面

2.实现多维交互的地理课堂体验

GEOVIS Earth Studio作为交互式内容创作平台，支持文本、图像、视频、音频等教学资源和三维地球的交互表达，可以从宏观和微观角度展示地理事象。在课堂教学前，教师可以在线存储制作好的卫星动画，在需要时可以直接调取；在讲解过程中也可随时进行专题场景和数据的浏览、调整，添加新的教学内容，引导学生自主观察；课后可通过链接进行分享，其交互性贯穿整个教学过程（见图2）。

图2 GEOVIS Earth Studio交互性应用流程

3.提供多元直观的地理素材资源

GEOVIS Earth Studio平台拥有丰富的素材资源，在场景中可以通过添加点、线、面标绘要素和图标、模型、音效等素材资源（见图3）。通过动画、素材和三维视角，可以更加准确地表达地形地貌、历史变迁等跨时空尺度较大的地理现象，帮助学生形成地理空间观念与区域认知。

图3 GEOVIS Earth Studio素材（部分）

二、GEOVIS Earth Studio辅助高中地理教学的应用思路

1.应用模式构建

基于GEOVIS Earth Studio平台，遵循“课前准备—课堂应用—课后巩固”的思路，本文构建了基于GEOVIS Earth Studio的高中地理教学模式（见图4）。

图4 基于GEOVIS Earth Studio的高中地理教学模式

2.GEOVIS Earth Studio 辅助地理教学的功能及操作步骤——以“河流地貌”为例

“河流地貌”是人教版必修《地理1》的内容，课标对本节内容的要求是通过野外观察或运用视频、图像，识别3～4种地貌，描述其景观的主要特点。教师运用GEOVIS Earth Studio，进行河流地貌教学。

(1)卫星动画回顾长江概况

教师借助GEOVIS Earth Studio三维场景和智能动画技术制作长江概况动画，直观展示长江的自然地理特征。

①长江数据导入

点击“主要功能区—导入—KML”，加载KML格式的长江干流图层和长江流经省份图层（见图5）。

图5 GEOVIS Earth Studio中导入长江数据

②智能动画编辑

导入数据后，对数据进行动画编辑（见表1）。

表1 长江智能动画编辑操作步骤

(2)时序影像功能探索河流地貌之变

教师可通过崇明岛的历史变迁展示长江下游河段河流堆积地貌的形成过程，引导学生根据崇明岛面积的变化，分析崇明岛形成的原因（见图9、图10）。

图9 GEOVIS Earth Studio时序影像变化具体制作方法

图10 崇明岛时序影像动画完成效果

(3)素材标绘功能了解河流地貌之奇

教师添加图片和文字等，引导学生通过“河流地貌观察—景观描述—河流地貌概念认知—河流地貌判断”的过程，加深对河流地貌的认知。利用平台提供的三维显示功能，学生可以通过缩放、移动画面浏览河流地貌景观，直观感受河谷形态。此外，教师还可以引导学生使用GEOVIS Earth Studio的测量功能，测量不同河段干流河床宽度和高度，加深学生对河流地貌特征的理解（见图11、图12）。

图11 GEOVIS Earth Studio素材标绘功能使用的具体方法

图12 GEOVIS Earth Studio中添加素材标绘效果图

三、GEOVIS Earth Studio辅助“河流地貌”教学设计案例

本文选择人教版必修《地理1》“河流地貌”作为课例，按照上述模式，将平台的应用思路与“河流地貌”教学内容结合，进行教学设计（见表2）。

表2 “河流地貌”教学案例设计

四、结语

本文开发、整合GEOVIS Earth Studio的主要功能和教学资源，构建基于平台的地理教学模式，从智能动画编辑、时序影像变化、素材标绘功能三个方面探究基于GEOVIS Earth Studio平台的“河流地貌”案例设计和实施过程，创设具有探究性、交互性和趣味性的地理智慧课堂，使学生在充满趣味性的教学情境中提高空间感知能力，发展地理认知和地理思维。

教师在实践中可以不断探索该平台的其他功能，并灵活运用于地理教学中，促进研讨交流，加快中学地理教学的信息化进程。